(57)【要約】  携帯型電子デバイスのための高光沢で深い黒色の筐体が、テクスチャをもつか鏡面の、どちらかの仕上げを有して開示される。高光沢で深い黒色の仕上げを有する筐体を製造する方法も更に開示され、モバイル電話用の筐体を含む。
2019509400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を有するアルミニウム合金基板と、
前記アルミニウム合金表面に当接する外部陽極酸化層と、
前記外部陽極酸化層内の染料と、を備える、携帯型電子デバイスのための筐体であって、
前記外部陽極酸化層の表面粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍから３０ｎｍであり、
前記外部陽極酸化層が１組の細孔を画定し、前記１組の細孔のそれぞれの平均細孔径が１０ｎｍから４０ｎｍであり、
前記染料が、前記１組の細孔の中で少なくとも５μｍの深さにまで、ほぼ一様に分布している、筐体。
【請求項２】
前記アルミニウム合金基板の前記表面が準鏡面仕上げを有する、請求項１に記載の筐体。
【請求項３】
前記アルミニウム合金基板の前記表面がテクスチャをもち、頂部と谷部の差が３μｍから５μｍである、請求項１に記載の筐体。
【請求項４】
前記外部陽極酸化層の厚さが１０μｍから１９μｍである、請求項１に記載の筐体。
【請求項５】
前記染料が、前記１組の細孔の中で少なくとも８μｍから１０μｍの深さにまで、ほぼ一応に分布している、請求項１に記載の筐体。
【請求項６】
前記アルミニウム合金基板の厚さが３ｍｍ未満である、請求項１に記載の筐体。
【請求項７】
前記携帯型電子デバイスがモバイル電話機である、請求項６に記載の筐体。
【請求項８】
アルミニウム合金基板を研磨することと、
前記アルミニウム合金基板を陽極酸化して陽極酸化層を形成することであって、前記陽極酸化層が、平均細孔径が１０ｎｍ〜４０ｎｍである１組の細孔を有する、ことと、
染色された陽極酸化層を形成するために、前記陽極酸化層を黒色染料で染色する、ことと、
前記染色された陽極酸化層を１０μｍ〜１９μｍの厚さに研磨することと、を含む、方法。
【請求項９】
前記陽極酸化層を染色することが、前記陽極酸化層の外部面から少なくとも７μｍの深さにまで黒色染料を一様に浸透させる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記アルミニウム合金基板を研磨することが、準鏡面仕上げを形成する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記染色された陽極酸化層の前記外部面に疎油性コーティングを施すことを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記疎油性コーティングがフルオロポリマーである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
アルミニウム合金基板をブラスト処理することと、
前記ブラスト処理されたアルミニウム合金基板を陽極酸化してテクスチャをもつ陽極酸化層を形成することであって、前記テクスチャをもつ陽極酸化層が、平均細孔径が１０ｎｍ〜４０ｎｍである１組の細孔を有する、ことと、
染色されたテクスチャをもつ陽極酸化層を形成するために、前記テクスチャをもつ陽極酸化層を黒色染料で染色することと、を含み、
前記テクスチャをもつ陽極酸化層を染色することが、前記陽極酸化層のテクスチャをもつ外部面から少なくとも７μｍの深さにまで黒色染料を一様に浸透させる、方法
【請求項１４】
前記染色された陽極酸化層の厚さが１０μｍ〜１４μｍである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記染色された陽極酸化層の前記テクスチャをもつ外部面に疎油性コーティングを施すことを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記疎油性コーティングがフルオロポリマーである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記テクスチャをもつ染色された陽極酸化層を研磨することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
モバイル電話機であって、研磨された外部面及び、前記モバイル電話機に関連付けられた複数の電子構成要素を受容するように構成された内部面を有する筐体と、
前記筐体に結合されたカバーガラスと、を備え、
前記研磨された外部面が染色された陽極酸化層に当接し、前記染色された陽極酸化層が鏡面仕上げに研磨された外部面を有する、モバイル電話機。
【請求項１９】
前記染色された陽極酸化層の厚みが１０μｍから１９μｍである、請求項１８に記載のモバイル電話機。
【請求項２０】
前記筐体が、厚さが３ｍｍ未満のアルミニウム合金基板から成る、請求項１８に記載のモバイル電話機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載される実施形態は一般に、携帯型電子デバイスで使用するための筐体に関する。より具体的には、本実施形態は、携帯型電子デバイスで使用するための、高光沢で深い黒色の仕上げを有する筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル電話機などの携帯型電子デバイスは、小型化、軽量化、高性能化してきている。これらのデバイスをこうしたパラメータに合わせて作成するという設計課題には、多くの場合、新しい、又は修正された設計、材料、構成要素が必要になる。そのような課題の１つは外観の一様性であり、その理由は、材料及び構成要素が小さく薄くなると、多くの場合、コーティングの不備、加熱の変動に起因して誘発される傷、一貫性のない研磨に起因する非一様な着色などを被りやすくなるからである。
【０００３】
また、携帯型電子デバイスに課される信頼性の標準は高く、特に、外部面の耐久性については、特に高い標準を課される。これらの装置は、一般的には恒常的に使用され、一様な表面品質及び感触を維持する必要がある。したがって、小型化、軽量化、高性能化したデバイスに関連付けられた不備は、信頼性及び耐久性の大幅な損失をデバイスにもたらす可能性がある。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書に記載の実施形態は、例えばモバイル電話機などの携帯型電子デバイスのための、鏡面仕上げの外部面を有する筐体を含み、鏡面仕上げの平均表面粗さ（Ｒａ）は１０ｎｍから３０ｎｍである。いくつかの態様では、筐体の研磨済み外部面は、平均細孔径が１０ｎｍから４０ｎｍの陽極酸化層に当接する。陽極酸化層には、少なくとも７μｍ、より一般的には８μｍから１０μｍの深さにまで陽極酸化層内に一様に分布した染料が含まれる。いくつかの態様では、染色された陽極酸化層は、疎油性の層によって更にコーティングされる。
【０００５】
本明細書に記載の実施形態は、携帯型電子デバイスのための、深い黒色の仕上げを有する筐体を製造する方法を更に含む。方法は、携帯型電子デバイスのためのアルミニウム合金基板を準鏡面仕上げに研磨することと、平均細孔径が１０から４０ｎｍの陽極酸化層が形成されるように筐体を陽極酸化することと、陽極酸化層内に染料が一様に分布するように、陽極酸化した筐体を染色することと、染色した陽極酸化層を研磨して、平滑で高光沢の深い黒色の表面を画定することとを含む。いくつかの態様では、染色は、約５０℃から５５℃に加熱された染浴内で行われ、筐体は、浴内で５〜２０分の間、染色される。他の態様では、仕上げられた筐体に疎油性コーティングが施され、これは、例えば、ＰＶＤコーティングによって実現することができる。
【０００６】
実施形態は、携帯型電子デバイスのための、つや消し黒色仕上げを有する筐体を製造する方法を更に含むことができる。方法は、アルミニウム合金基板から成る筐体の外部面をジルコニア粒子を研磨剤としてブラスト処理することと、ブラスト処理したアルミニウム合金基板に当接してテクスチャをもつ陽極酸化層が形成されるように、筐体を陽極酸化することと、テクスチャをもつ陽極酸化層内に染料が一様に分布するように、陽極酸化した筐体を染色することとを含む。いくつかの態様では、染色は、約５０℃から５５℃に加熱された染浴内で行われ、筐体は、浴内で５〜２０分の間、染色される。他の態様では、仕上げられた筐体に疎油性コーティングが施され、これは、例えば、ＰＶＤコーティングによって実現することができる。
【０００７】
別の実施形態では、高光沢で深い黒色の筐体を含む携帯型電子デバイスが開示される。筐体の外部面は、鏡面仕上げを有する。筐体の内部面は、複数の電子構成要素を受容するように構成される。筐体には、カバーガラスが結合されている。いくつかの態様では、筐体はアルミニウム合金基板から成り、１０ｎｍから４０ｎｍの平均細孔径を呈する陽極酸化層に当接する。黒色染料が、少なくとも７μｍの深さにまで陽極酸化層内に一様に分布する。
【０００８】
本発明の他の特徴及び利点が、添付図面及び、下記の詳細な説明から、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示は、添付図面と共に以下の詳細な説明により容易に理解されるであろう。添付図面では、同様の参照数字が同様の構造要素を示している。
【００１０】
【図１】本明細書に記載の実施形態による筐体を有する電子デバイスを示す図である。
【００１１】
【図２】本明細書に記載の実施形態による内部面及び外部面を有する筐体の部分的概略断面図である。
【００１２】
【図３Ａ】本明細書に記載の実施形態による、陽極酸化を行っている筐体を示す図である。
【００１３】
【図３Ｂ】本明細書に記載の実施形態による、黒色の染浴内の筐体を示す図である。
【００１４】
【図４】本明細書に記載の実施形態による、染料に浸された陽極酸化層の一部の断面図である。
【００１５】
【図５Ａ】本明細書に記載の実施形態による、高光沢で深い黒色の研磨済み筐体表面の概略断面図である。
【００１６】
【図５Ｂ】本明細書に記載の実施形態による、テクスチャをもつ研磨済み筐体表面を示す図である。
【００１７】
【図５Ｃ】疎油性コーティングを更に含む高光沢で深い黒色の筐体表面の一部分の、図１の直線Ａ−Ａに沿った概略断面図である。
【００１８】
【図６Ａ】本明細書に記載の実施形態による、高光沢で深い黒色の仕上げを有する筐体表面を準備するための流れ図である。
【００１９】
【図６Ｂ】本明細書に記載の実施形態による、テクスチャをもつ仕上げを有する筐体表面を準備するための流れ図である。
【００２０】
添付図面では、クロスハッチング又はシェーディングは、概して、隣接する要素間の境界を明確にし、また、図の判読しやすくするために使用される。したがって、クロスハッチング又はシェーディングの有無は、添付図面に示された任意の要素について、特定の材料、材料の特性、要素の比率、要素の寸法、類似して図示された要素の共通点、若しくは任意の他の特徴、属性、又は特性に対するどのような優先度又は要件も通知又は指示しない。
【００２１】
更に、様々な特徴及び要素（並びにこれらの集合及び群）の比率及び寸法（相対的又は絶対的かのいずれか一方）並びに境界、分離、及びこれらの間に提示される位置関係は、本明細書に記載された様々な実施形態の理解を単に容易にするために添付図面に提供され、したがって、必ずしも一定の縮尺で提示又は図示されていなくてもよく、例示された実施形態に対する任意の優先度又は要件を示すことを意図しておらず、これらを参照して説明された実施形態を排除するものではないことを理解されたい。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ここで添付の図面に示す代表的な実施形態について詳細に説明する。以下の説明は、実施形態を１つの好ましい実施形態に限定することを意図するものではないことを理解されたい。対照的に、以下の説明は、添付の請求項により規定されるような、記述する実施形態の趣旨及び範囲に含まれ得る代替、修正及び均等物を網羅することを意図している。
【００２３】
下記の開示は、携帯型電子デバイスのための、高光沢で深い黒色の仕上げを呈する筐体に関する。筐体は、携帯型電子デバイスの電子構成要素を取り囲んで支持し、手触りは、滑らかでもよいし、テクスチャを施されていてもよい。透明の最上層が筐体によって捕捉されており、任意の数の、例えば、研磨ガラス、プラスチック又はサファイアなどの高耐久性で丈夫な材料で形成されることができる。
【００２４】
本明細書の実施形態による筐体は、一様な深い黒色の外部面を有する。すなわち、この黒色の明度（Ｌ＊）値は３０未満、より一般的には２５未満、いくつかの事例では２０未満である（国際照明委員会（Commission Internationale de l’Eclairage、ＣＩＥ）標準を使用して測定され、試料の明度を標準と比較してΔＬ＊を得る）。この黒色は、表面が研磨されて高光沢仕上げとなった後でも、外部面全体にわたって一様である。いくつかの実施形態では、高光沢仕上げは鏡面仕上げであり、仕上げの表面粗さ（頂部と谷部の差（peak−to−valley、ＰＶ）で測定）は約１０から約３０ｎｍ、より一般的には約１３ｎｍから約１９ｎｍである。
【００２５】
本明細書の実施形態による代替の筐体は、テクスチャをもつ深い黒色の外部面を有する。テクスチャをもつ深い黒色は一様で、平均表面粗さは約８μｍから約１２μｍ、いくつかの実施形態では約１０μｍである。他の実施形態では、平均表面粗さは１０μｍである。表面の粗面化によるテクスチャ、すなわちＰＶは、一般的には７μｍまで、より一般的には５μｍまでであり、多くの場合は３〜５μｍである。前述の実施形態と同様に、テクスチャをもつ筐体のうち、いくつか又は全ては、研磨して、高光沢でテクスチャをもつ仕上げにすることができる。
【００２６】
携帯型電子デバイスのための筐体はアルミニウム合金基板から形成され、この基板は、携帯型電子デバイスに必要な様々な構成要素を支持し、取り囲むために適した形状に形成されている。筐体には、スイッチ、コネクタ、ディスプレイなどを収容することのできる開口部が更に備わる。アルミニウム合金基板は準鏡面仕上げに研磨され、陽極酸化槽内で陽極酸化されて、適切な陽極酸化層が得られる。
【００２７】
本発明の実施形態は、一般的には、平均細孔径が約１０ｎｍから約４０ｎｍ、より一般的には１５ｎｍから３５ｎｍ、最も一般的には２０ｎｍから３０ｎｍの陽極酸化層を含む。深い黒色の筐体を形成するために、陽極酸化された筐体を、５から２０分、より一般的には１５から２０分の間、黒色の染浴内に置くことができる。染料浴の状況は様々であってもよいが、一般的な染色の温度は５０℃から５５℃で、一般的な染料濃度は８ｇ／Ｌから１２ｇ／Ｌ、より一般的には１０ｇ／Ｌである。染色が終わると、筐体が洗浄されてから研磨され、高光沢仕上げが得られる。本発明の実施形態による研磨手順では、染色された陽極酸化層の約４μｍ±２μｍが除去される。黒色染料は、概して、陽極酸化層内の一組の細孔内に少なくとも３μｍ、より一般的には少なくとも５μｍ、更に一般的には少なくとも７μｍ、いくつかの事例では８〜１０μｍの深さにまで一様に分布し、それによって、研磨処理により陽極酸化層の一部が除去された後でも、全体の色が確実に一貫性を保つ。すなわち、陽極酸化層は、研磨処理で材料を除去しても筐体の色に影響を及ぼしたり知覚可能な変化を起こしたりしないだけの、十分な深さにまで染色される。
【００２８】
筐体の外観は滑らかで高光沢であり、一様な深い黒色である。いくつかの実施形態では、研磨された表面に疎油性コーティングが施されて、染色済みの陽極酸化層が密封され、また、耐薬品性、指紋やゴミなどの転写への耐性などの追加の特性が得られる。
【００２９】
更に他の実施形態は、テクスチャをもつ深い黒色仕上げを有する筐体を作成するための、別の方法の形をとる。そのような実施形態では、筐体のアルミニウム合金基板は、８μｍ〜１２μｍ、より一般的には１０μｍの平均表面粗さを達成するために、ジルコニアを使用してブラスト処理、サンド処理、又はその他の方法で処理される。研磨剤によるブラスト処理の結果として得られるテクスチャの一般的なＰＶは７μｍまで、より一般的には５μｍまで、多くの場合は３〜５μｍである。テクスチャをもつ表面によって、陽極酸化と、それに対応する染色をより効率的に行うことが可能になる。更に、この様式で処理される筐体は、より一様にテクスチャを施された深い黒色の仕上げを呈することがあり、この仕上げでは、テクスチャが反射光を拡散させ、それによって表面の不備の視認性を低減させる限りにおいて、筐体そのものに対する欠陥が視覚から隠される。
【００３０】
これら及び他の実施形態について、図１〜図６を参照して以下で説明する。ただし、これらの図に関して本明細書に記載される詳細な記載が単に説明のみを目的とし、制限的なものと解釈されるべきではないことは、当業者には容易に理解される。
【００３１】
図１は、本明細書の実施形態による携帯型電子デバイス１００の一実施形態を示す。この実施形態では、この図は、高光沢で深い黒色の仕上げを有する筐体１０２を有するモバイル電話機である。このモバイル電話機筐体は、本明細書の実施形態によって、テクスチャを施さるか、着色されているか、又はその両方である。このモバイル電話機は、縁部の全周にベゼル１０６を備えるカバーガラス１０４を含み、ベゼルは、そのベゼルがカバーガラスを固定するように筐体に結合可能である。カバーガラス１０４は、例えば、透明のガラス、透明のプラスチック若しくはポリマー、又は、サファイア若しくはサファイアガラスなどの透明な結晶材料などの、適切な透明の材料から形成することができる。図にはモバイル電話機が示されているが、実施形態には、どのような電子デバイスのどのような筐体が含まれてもよいし、また、適宜、どのような他の適切な金属（又は、金属的）表面が含まれてもよいことが理解されるべきである。
【００３２】
図１の筐体はアルミニウム合金製であり、高光沢で深い黒色の仕上げを呈する。筐体構造は、鍛造、モールド加工、機械加工を含む任意の数の方法によって形成するか、又は、その他の方法で所望の形状にすることができる。本実施形態では、筐体は、構造及び電子構成要素を含め、モバイル電話機の内部構成要素を封入するように構成されている。筐体構造は、一般的には、湾曲した側壁によって囲まれた平坦な部分を含む。側壁の曲率は様々であってもよいことに留意されたい。いくつかの実施形態では、側壁はほぼ平坦で、筐体の平坦な部分から、指定された曲率半径で延在する。本明細書の筐体実施形態の厚みは様々であることができ、最大の厚さは１０ｍｍ、より一般的には最大の厚さは８ｍｍ、いくつかの態様では最大の厚さは５ｍｍ又は３ｍｍである。いくつかの実施形態では、筐体の硬度は、ビッカース硬度スケールでの測定で少なくとも１２５Ｈｖである。
【００３３】
図２は図１の直線Ａ−Ａに沿った概略断面図である。本明細書の実施形態による筐体１０２は、カバーガラス１０４に結合されている。筐体は内部面１０８及び外部面１１０を有し、内部面１０８は、モバイル電話機の様々な構造及び電子構成部品を支持し、かつ包囲する。筐体の両面を陽極酸化及び染色することはできるが、下記に記載するように、一般的には、外部面１１０のみを、本明細書の実施形態による仕上げとなるように研磨する。
【００３４】
一実施形態では、アルミニウム合金基板の筐体の外面１１０が、準鏡面又は鏡面様に研磨される。研磨では、平面研磨又は他の類似の方法によって、接線不連続又はカッターマークを示さない外部面が得られる。また、外部面の一部分のみが準鏡面又は鏡面様に研磨されることも想定されるが、一般的な実施形態には、外部面の全体の研磨が含まれる。
【００３５】
ある代替実施形態では、アルミニウム合金基板の外部面は（研磨されるのではなく）、ジルコニアの粉末又は粒でブラスト処理されて、粗面化された表面を呈する。粗面化された表面は、一般的には平均Ｒａが約８から１２μｍ、より一般的には平均Ｒａが約１０μｍであり、最も一般的には１０μｍの平均Ｒａを示す。ブラスト処理された表面はテクスチャをもつ仕上げを呈し、筐体の表面上の、ある部分の任意の頂部と任意の谷部の差は７μｍまで、より一般的には５μｍまで、最も一般的には３から５μｍである。
【００３６】
図３Ａは、本明細書の実施形態による説明的な陽極酸化槽３００を示す。本明細書の実施形態による筐体１００を陽極として陽極酸化槽内に置き、筐体表面で制御下の陽極酸化層成長を行う。図３Ａには、更に陰極３０２及び電源３０４が示されており、例えば、電解液の中で、１〜１．５Ａ／ｄｍ２で、３０〜４５分間、陽極酸化を行うことができる。始めのアルミニウム合金基板がまず準鏡面仕上げに研磨される場合は、槽内で、約１６μｍから２５μｍの陽極酸化層が形成されるまで、筐体が陽極酸化される。陽極酸化層は、アルミニウム合金基板の研磨された外部面に当接する。ただし、いずれの一部分においても、制御下の陽極酸化は、その部分の層をほぼ一様に保つように維持され、よって、例えば、ある部分は、その外部面全体にわたって１８μｍの一様な陽極酸化層を有する。陽極酸化層は酸化アルミニウム又は他の類似の酸化物で形成することができ、１０ｎｍから４０ｎｍ、より一般的には１５ｎｍから３５ｎｍ、最も一般的には２０ｎｍから３０ｎｍの平均細孔径を呈すべきである。
【００３７】
あるいは、始めのアルミニウム合金基板にブラスト処理でテクスチャを施す場合は、槽内で、約１６μｍから２０μｍの陽極酸化層が形成されるまで、筐体が陽極酸化される。前述の場合と同様に、いずれの一部分においても、制御下の陽極酸化は、その部分の層をほぼ一様に保つように維持される。ここでも前述の場合と同様に、陽極酸化層は酸化アルミニウム又は他の類似の酸化物で形成することができ、平均細孔径は１０ｎｍから４０ｎｍ、より一般的には１５ｎｍから３５ｎｍ、更に一般的には２０ｎｍから３０ｎｍである。粗面化された面は陽極酸化反応のために開始又は核形成の部位として働くことができるので、多くの場合、テクスチャをもつ筐体の方が、陽極酸化のパラメータは容易に達成される。
【００３８】
図３Ｂは、本明細書の実施形態による黒色染浴３０６の概略図である。陽極酸化された筐体３０８は洗浄されてから、加熱された染浴に移される。染浴は、例えば、黒色染料で８ｇ／Ｌから１２ｇ／Ｌに調製され、陽極酸化層（層は、１０ｎｍから４０ｎｍの平均細孔径を有する）に浸透するのに適した温度にまで加熱される。一実施形態では、染浴は、適切な加熱源３１０によって、５０℃〜５５℃、より一般的には５５℃に加熱される。適切な浴温に加熱された後、筐体実施形態は黒色染料の中に、約５から２０分、より一般的には１５から２０分の期間にわたって浸漬される。染浴内に浸しすぎると、陽極酸化層の剥離又は他の類似の損傷につながる可能性がある。染料は多孔質の陽極酸化層内で、（表面から）少なくとも３μｍ、一般的には少なくとも５μｍ、より一般的には少なくとも７μｍ、いくつかの実施形態では８から１０μｍの深さまで、一様に分布する。染料の一様な分布によって、陽極酸化層に深い黒色が付与される。一般的には、染料は陽極酸化表面の細孔（１０〜４０ｎｍ）に流入する。いくつかの実施形態では、染浴のｐＨを制御するために、黒色染料は安定剤を更に含んでもよい。
【００３９】
本明細書の目的では、適切な細孔サイズをもつ陽極酸化層への染料の安定的な取り込みは、陽極酸化層を研磨して層を除去しても筐体表面の深い黒色に影響を及ぼさないだけの十分な深さまでであるべきである。例えば、陽極酸化層のうち４μｍが研磨によって除去されるのなら、染料は少なくとも５μｍの深さにまで一様に分布される。
【００４０】
図４は、本明細書の実施形態による、深い黒色に染色された陽極酸化層４０２を有する筐体表面４００の代表的概略断面図である。染色された陽極酸化層に第２の研磨が適用される。染色された陽極酸化層の研磨の結果、深い黒色の滑らかな高光沢の外見が得られる。本明細書の実施形態は、染色された陽極酸化層の約４μｍ±２μｍを除去する研磨を含む（実線４０４で示される）。研磨で除去される染色された陽極酸化層が少なすぎると、その結果、仕上がりの光沢が不足するか、又は、「オレンジの皮」のような仕上がりになる可能性がある（破線４０６で示される）。図４に示されるように、染色された陽極酸化層から２μｍ以下を研磨で除去すると、その結果、この有害な外見が得られる可能性がある。しかし、逆に、研磨で除去される染色された陽極酸化層が多すぎると、層を除去した深さを超えてまでは染料は一様に分布していないので、筐体表面の色にむらが生じる（破線４０８で示される）。図４の破線４０８は、１０μｍが除去されるまで層を研磨すると、その結果、筐体の表面に露出される染料の量に一貫性がなくなり、非一様な着色（退色）を示すことがあることを示す。
【００４１】
図５Ａは、高光沢で深い黒色の仕上げ５００を有する筐体の、別の説明的な断面図である。筐体５００は、一般的には硬度が少なくとも１２５Ｈｖの、アルミニウム合金基板５０２から成る。アルミニウム合金基板の表面は、準鏡面仕上げ５０４に研磨される。研磨された基板表面に当接する黒色染色の陽極酸化層５０６は、一般的には厚さが１０から１９μｍで、高光沢で深い黒色の仕上げが得られるように、十分に研磨されている。
【００４２】
図５Ｂは、別のアルミニウム合金基板の、代替の説明的断面図であり、この場合はテクスチャをもつ表面５１２を備える。この実施形態では、アルミニウム合金基板製筐体は、粗面化された表面、すなわち、テクスチャをもつ外見５１２が得られるように、ジルコニアでブラスト処理されている。最終的な、研磨後の染色された陽極酸化層５１４はテクスチャをもつ表面に当接し、染色された陽極酸化層の厚さは約１０μｍから１４μｍである。アルミニウム合金基板のテクスチャが、陽極酸化層５１６に出現する。本明細書の実施形態では、テクスチャは、７μｍまでのＰＶ、より一般的には５μｍまでのＰＶを示し、いくつかの事例では３から５μｍのＰＶを示す。図５Ａ及び／又は図５Ｂに示される研磨された陽極酸化層を、図５Ｃに示されるように、疎油性コーティングで更に処理することができる。
【００４３】
図５Ｃは、本明細書の実施形態による、そのような疎油性コーティングの１つの展開断面図である。図５Ｃで、染色された陽極酸化層５１８が、例えばＳｉＯ２などの接着剤層５２０の塗布で更に処理され、結合基５２２によって疎油性コーティング用のフルオロポリマー５２４に結合される。鏡面仕上げ（テクスチャなし）の筐体の表面粗さは約１０ｎｍから３０ｎｍ、より一般的には１３ｎｍから１９ｎｍである。テクスチャをもつ筐体も同様に、高光沢で深い黒色の仕上げを有するが、鏡面仕上げを示さない。しかし、テクスチャをもつ筐体では、鏡面様の仕上げでは目立つことのある、アルミニウム若しくはアルミニウムベースの合金の中に見つかる欠陥、又は、非精密な研磨若しくは機械加工によってもたらされる傷を隠すことができる。
【００４４】
本明細書の実施形態は、高光沢で深い黒色仕上げを有する筐体を製造する方法を更に含む。図６Ａに、そのような実施形態の１つである６００が示され、目的の携帯型電子デバイスを形成するための適切な寸法で、アルミニウム合金基板が取得される（６０２）。アルミニウム合金基板は、鍛造、プレス加工、機械加工又は他の類似の処理によって、所望の携帯型電子デバイスのための適切な形状にされる（６０４）。筐体は内部面及び外部面を有し、内部面は、携帯型電子デバイスの内部の構成要素を支持し、かつ包囲する。アルミニウム合金基板の外部面は、平面研磨又は他の類似の研磨を使用して研磨され、表面に準鏡面仕上げを与える（６０６）。研磨されたアルミニウム合金基板は、制御下での陽極酸化層成長のために陽極酸化槽の中に置かれ、一様な層が表面に当接し、かつ、筐体の少なくとも外部面の全体にわたって形成される（６０８）（陽極酸化は、外部面のみに制限されるか両面に形成されるかの、どちらも可能であることに留意されたい）。陽極酸化層の厚さは、筐体によって異なることができるが、一般的には１６μｍから２５μｍなので、例えば、筐体は、表面にわたって厚さ１８μｍの一様な陽極酸化層を有する。平均の陽極酸化細孔径は約１０ｎｍ〜約４０ｎｍだが、１５ｎｍから３５ｎｍ、また、２０ｎｍから３０ｎｍであることもできる。１回又は複数回の洗浄の後、陽極酸化された筐体は加熱された黒色の染浴の中に置かれる（６１０）。染浴内の染料は、一般的にはおよそ１０ｇ／Ｌであるが、他の濃度を使用することもできる。染浴は、様々な温度に加熱することができるが、一般的には５０℃から５５℃、より一般的には５５℃である。陽極酸化された筐体を、５〜２０分間、より一般的には約１５〜２０分間、黒色染料に浸すことが許容される。染浴内で染色しすぎると、その結果、陽極酸化の剥離又は他の有害な事象が発生する可能性がある。染色された後は、染色された陽極酸化層は、陽極酸化層内に少なくとも３μｍ、より一般的には少なくとも５μｍ、から多くの場合は少なくとも７μｍの深さにまで延在する、一様に分布した黒色染料を有しているべきである。いくつかの事例では、染料の一様な分布は、８μｍから１０μｍの深さまで許容される。研磨が、一般的には平面研磨により、筐体の外部面で行われ、高光沢の仕上げが得られる（６１２）。この研磨では、一般的に、染色された陽極酸化層の約４μｍ±２μｍが除去され、結果の仕上げは、表面全体にわたって一様に染色されている。染色された陽極酸化層の研磨では、高光沢を得るために十分でありながら、その部分が退色を見せるほど多くはない層を、除去すべきである。本明細書に開示されるように、予期されない深さまで染料を分布させることにより、高光沢が得られるまで研磨しながらも深い黒色の着色を維持する能力が備えられる。いくつかの実施形態では、指紋、又は薬品による損傷が著しい障害物となることのある鏡面様の仕上げを保護するために、研磨済みの層に疎油性のコーティングが施される（６１４）。
【００４５】
図６Ｂに、テクスチャをもつ深い黒色仕上げを有する筐体を製造するための方法６１６が示されている。図６Ｂで、目的の携帯型電子デバイスを形成するための適切な寸法で、アルミニウム又はアルミニウム合金の基板が取得される（６１８）。アルミニウム合金基板は、鍛造、プレス加工、機械加工又は他の類似の処理によって、所望の携帯型電子デバイスのための適切な形状にされる（６２０）。筐体は内部面及び外部面を有し、内部面は、携帯型電子デバイスの内部の構成要素を支持し、かつ包囲する。外部面は、ジルコニアの粉末又は粒を研磨剤としてブラスト処理され、平均表面粗さは８から１２μｍ、より一般的には約１０μｍである（６２２）。表面のテクスチャ、すなわちブラスト処理された面のＰＶは、約７μｍ未満、一般的には約５μｍ未満、最も一般的には３〜５μｍである。テクスチャをもつ面は、陽極酸化層成長のための優れた開始点を提供する。陽極酸化層の厚さは、筐体によって異なることができるが、一般的には１６μｍから２０μｍなので、例えば、筐体は、厚さ１７μｍの一様な陽極酸化層を有する（６２４）。平均の陽極酸化細孔径は約１０ｎｍ〜約４０ｎｍ、１５ｎｍから３５ｎｍ、又は、２０ｎｍから３０ｎｍである。１回又は複数回の洗浄の後、陽極酸化された筐体は加熱された黒色の染浴の中に置かれる（６２６）。染浴内の染料は、一般的にはおよそ１０ｇ／Ｌであるが、他の類似の濃度を使用することもできる。染浴は、様々な温度に加熱することができるが、一般的には５０℃から５５℃、より一般的には５５℃である。陽極酸化された筐体は、５〜２０分間、より一般的には約１５から２０分間、黒色の染浴内に置かれる。染浴内で染色しすぎると、その結果、陽極酸化の剥離又は他の有害な事象が発生する可能性がある。染色の後には、染色された陽極酸化層は、前述したとおりに陽極酸化層内に延在する、一様に分布した黒色染料を有しているべきである。任意選択として、研磨が、一般的には平面研磨により、筐体の外部面で行われ、高光沢でありながらテクスチャをもつ仕上げが得られる（６２８）。研磨は、テクスチャをもつ仕上げが除去されないように行われる。この研磨では、一般的に、染色された陽極酸化層の約４μｍ±２μｍが除去され、結果の仕上げは、表面全体にわたって一様に染色されている。染色された陽極酸化層の研磨では、高光沢を得るために十分でありながら、その部分が退色を見せるほど多くはない層を、除去すべきである。本明細書に開示されるように予期されない深さまで染料を分布させることにより、高光沢が得られるまで研磨しながらも深い黒色の着色を維持する能力が備えられる。いくつかの実施形態では、指紋、又は薬品による損傷が著しい障害物となることのある、テクスチャをもつ仕上げを保護するために、研磨済みの層に疎油性のコーティングが施される（６３０）。
【００４６】
【実施例】
【００４７】
本開示による筐体の実施形態を作成した。アルミニウムベースの合金基板をプレス加工してモバイル電話機筐体に成形し、本実施形態によって陽極酸化した。次いで、陽極酸化された筐体を、１０ｇ／Ｌの黒色染料を有し、５５℃に加熱された黒色染浴の中に置いた。筐体を、１分、５分、１０分、１５分、２０分、３０分のいずれかの時間で染色し、陽極酸化層の剥離の歩留まりについて試験した。筐体の染色に起因する損傷は、筐体を１〜２０分間染色した場合に最も小さいことが分かったが、この部品を３０分間染色した場合は顕著な損傷を示した（陽極酸化部分の４０％が剥離した）。したがって、染色時間を延長すると腐食及び損傷が発生する可能性がある。
【００４８】
次いで、陽極酸化層の剥離がないか、ほとんどない、染色された筐体を平面研磨して、研磨後に、深い黒色の一様性と安定性を確認した。研磨手順は、材料の０から４．５μｍを除去するように行った。次いで、明度及び色（Ｌ、ａ、ｂ＝明度、赤／緑、黄／青）について試験を行い、従来技術で作成された筐体と比較した。本明細書に記載の筐体の実施形態は、染色された陽極酸化層を４．５μｍまで研磨して除去した場合でも、一様な明度及び色を示した。これらの筐体は、本明細書に記載される高光沢で深い黒色の仕上げを示した。逆に、０から４．５μｍの研磨で後処理した従来技術の筐体は、２μｍのところから顕著な明度変化を示し始め（退色を示した）、同じく２μｍのところから顕著な色の変動を示し始めた。
【００４９】
本明細書の実施形態によって、筐体に追加の染色試験を行った。この試験では、筐体を陽極酸化した後及び、筐体を陽極酸化してから２から５μｍの材料を研磨して除去した後に、明度（Ｌ）及び色（ａとｂ）について、筐体を試験した。筐体は、前記と同じ条件下で、１分、５分、１０分、１５分、２０分、３０分の間染色した。次いで、それぞれの染色時間について、比較を行った。
【００５０】
１分間の染色を行った筐体は、筐体の陽極酸化後と研磨後の間で顕著な変動を示し、一様な高光沢の深い黒色の仕上げが得られる研磨を可能にするには、１分間の染色では不十分であることが示された。しかし、５〜３０分間の染色を行った筐体からは、５μｍの深さを超えた深い浸透を示す、一貫した値が得られた。しかし、前述したように、染色時間が２０分間を超えると、陽極酸化層が損傷しやすくなる可能性が高くなるので、優れた実用性を示す染色時間は５〜２０分間である。
【００５１】
本例は、本明細書に記載された実施形態を使用して作成された筐体の、著しく、また驚くほど改善された実用性を示す。具体的には、５５℃、１０ｇ／Ｌの染料で、５から２０分の染色時間を使用すると、染色された陽極酸化層の２μｍ以上の除去が可能になり、その結果、高光沢で深い黒色の仕上げが得られる。
【００５２】
上記の記載では、説明の目的で、記載された実施形態の完全な理解を提供するために、特定の用語を用いた。しかし、当業者であれば、記載された実施形態を実施するために特定の詳細が要求されないことは、明らかであろう。したがって、本明細書に記載の特定の実施形態の前述の説明は、例示及び説明のために提示されたものである。これらの記載は、実施形態全てを網羅すること、又は実施形態を開示された正確な形態に限定することを、意図するものではない。上記の教示を考慮すれば、多くの変更及び変形が可能であることが、当業者には明らかであろう。
【図１】
2019509400.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年9月21日(2018.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を有するアルミニウム合金基板と、
前記アルミニウム合金基板に重なり、外部面の表面粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍから３０ｎｍである陽極酸化層であって、平均細孔径が１０ｎｍから４０ｎｍの細孔を含む、陽極酸化層と、
前記陽極酸化層の前記細孔内に配置され、前記細孔の中で少なくとも５μｍの深さにまで、ほぼ一様に分布した染料と、を備える、携帯型電子デバイスのための筐体。
【請求項２】
前記アルミニウム合金基板の前記表面が準鏡面仕上げを有する、請求項１に記載の筐体。
【請求項３】
前記アルミニウム合金基板の前記表面がテクスチャをもち、頂部と谷部の差が３μｍから５μｍである、請求項１に記載の筐体。
【請求項４】
前記陽極酸化層の厚さが１０μｍから１９μｍである、請求項１に記載の筐体。
【請求項５】
前記染料が、前記細孔の中で少なくとも８μｍから１０μｍの深さにまで、ほぼ一様に分布している、請求項１に記載の筐体。
【請求項６】
前記アルミニウム合金基板の厚さが３ｍｍ未満である、請求項１に記載の筐体。
【請求項７】
前記携帯型電子デバイスがモバイル電話機である、請求項１に記載の筐体。
【請求項８】
携帯型電子デバイス用のエンクロージャを形成する方法であって、
アルミニウム合金基板を研磨することと、
前記アルミニウム合金基板を陽極酸化して陽極酸化層を形成することであって、前記陽極酸化層が、平均細孔径が１０ｎｍ〜４０ｎｍの細孔を含む、ことと、
染色された陽極酸化層を形成するために、前記陽極酸化層を黒色染料で染色する、ことと、
前記染色された陽極酸化層を１０μｍ〜１９μｍの厚さに研磨することと、を含む、方法。
【請求項９】
前記陽極酸化層を染色することが、前記黒色染料に前記染色された陽極酸化層の外部面から少なくとも７μｍの深さにまで前記細孔内に一様に浸透させる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記アルミニウム合金基板を研磨することが、準鏡面仕上げを形成する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記染色された陽極酸化層の前記外部面に疎油性コーティングを施すことを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記疎油性コーティングがフルオロポリマーである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
アルミニウム合金基板をブラスト処理することと、
前記ブラスト処理されたアルミニウム合金基板を陽極酸化してテクスチャをもつ陽極酸化層を形成することであって、前記テクスチャをもつ陽極酸化層が、平均細孔径が１０ｎｍ〜４０ｎｍの細孔を有する、ことと、
染色されたテクスチャをもつ陽極酸化層を形成するために、前記テクスチャをもつ陽極酸化層を黒色染料で染色して、前記黒色染料に前記染色されたテクスチャをもつ陽極酸化層のテクスチャをもつ外部面から少なくとも７μｍの深さにまで前記細孔内に一様に浸透させることと、を含む、方法。
【請求項１４】
前記染色された陽極酸化層の厚さが１０μｍ〜１４μｍである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記染色されたテクスチャをもつ陽極酸化層の前記テクスチャをもつ外部面に疎油性コーティングを施すことを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記疎油性コーティングがフルオロポリマーである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記テクスチャをもつ染色された陽極酸化層を研磨することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
携帯型電子装置のためのエンクロージャであって、
（ｉ）アルミニウム合金基板、及び
（ｉｉ）前記アルミニウム合金基板に重なり、研磨された外部面を有する、染色された陽極酸化層を含む筐体と、
前記筐体に結合されたカバーガラスと、
を備えるエンクロージャ。
【請求項１９】
前記染色された陽極酸化層の厚みが１０μｍから１９μｍである、請求項１８に記載のエンクロージャ。
【請求項２０】
前記アルミニウム合金基板の厚みが３ｍｍ未満である、請求項１８に記載のエンクロージャ。
【国際調査報告】
2019509400.tif 000013
2019509400.tif 000014